鄰近運(yùn)營地鐵隧道的深基坑施工管理

常 吉

（昆明地鐵建設(shè)管理有限公司，云南 昆明650000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)的不斷進(jìn)步，地鐵在人們?nèi)粘Ｉ钪械淖饔迷絹碓酱?。地鐵的使用過程中，由于其自身的特點和施工環(huán)境，容易產(chǎn)生各種問題，如地表沉降、地下水位下降、地面塌陷等。這些都會對工程的安全造成影響，因此需要采取相應(yīng)的措施來預(yù)防。

1 基坑工程的相關(guān)概念和理論基礎(chǔ)

基坑工程是指為了保證施工的安全和質(zhì)量，在地下進(jìn)行的一項臨時性的、非均質(zhì)的施工活動。它是以一定的地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，對開挖的建筑物或構(gòu)筑物的地基施加一個相對獨立的空間實體的結(jié)構(gòu)體系。在我國，由于城市建設(shè)的快速發(fā)展，對基坑的要求也越來越高，因此出現(xiàn)了許多不同類型的深基坑，但其基本原理都是相同的，都是通過支護(hù)和圍護(hù)的手段來維持地表的穩(wěn)定，而圍護(hù)的方式一般有兩種，一種是懸臂式，另一種則是內(nèi)撐式。其中懸臂式的支護(hù)形式又可分為很多種形式。對于內(nèi)撐式來說，內(nèi)支撐主要用于保護(hù)相鄰建筑的主體部分，而外支撐則用來防止周圍的建筑受到破壞。

為了保證施工的安全和順利進(jìn)行，在施工過程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)定，對基坑開挖的深度、周邊環(huán)境、地下管線等因素加以考慮，并采取必要的應(yīng)急措施，確保工程的質(zhì)量與進(jìn)度：（1）在施工前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場情況，制定出合理的施工方案，并組織專業(yè)人員做好技術(shù)交底工作，使施工人員明確各自的任務(wù)與責(zé)任，做到分工負(fù)責(zé)。（2）在施工開始前，應(yīng)先對場地內(nèi)的地質(zhì)條件做詳細(xì)的調(diào)查研究，了解其周圍的水文氣象狀況，以確定其是否適宜建設(shè)地鐵，并為以后的土方爆破提供依據(jù)。（3）土方回填時，要注意及時回填夯實，避免因夯實不足而導(dǎo)致土體承載力降低，影響到后續(xù)的穩(wěn)定性;同時，要加強(qiáng)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，立即停止挖補(bǔ)，以免造成二次塌方。

2 鄰近運(yùn)營地鐵隧道的深基坑施工管理現(xiàn)狀分析

在城市軌道交通中，地鐵車站是一個非常重要的部分，它是由地面空間的地下設(shè)施和隧道的結(jié)構(gòu)組成的一種特殊的建筑形式。地鐵軌道的主要組成部分包括：地上的建筑物、隧道等，這些都是在特定的環(huán)境條件下形成的各種形狀的實體；而地鐵隧道則指的就是其中的一些構(gòu)筑物，如道路、管線等，它們都屬于地表形的范疇；而地鐵的主體則是指其所在的位置和其周圍的地質(zhì)構(gòu)造。由于我國城市化進(jìn)程的不斷加快，對于交通的需求量也越來越大，因此就要求我們必須對城市的建設(shè)進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計，從而使得人們的出行更加方便，同時也能夠滿足一定的安全要求。所以有必要對地鐵周邊區(qū)域的土體情況以及水文狀況做出詳細(xì)的分析研究，并且根據(jù)實際的需要來選擇合適的土體類型，并通過科學(xué)的計算來確定出最佳的開挖方案。

城市軌道交通的發(fā)展與交通系統(tǒng)的建設(shè)密切相關(guān)，而交通量的大小是評價地鐵隧道施工是否成功的重要指標(biāo)之一。在我國，由于地鐵軌道的特殊性，其交通流量主要受以下因素影響：（1）地形條件。在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，地表地貌的不同程度決定了隧道的位置和埋深，從而對隧道的開挖和地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計產(chǎn)生很大的差異；（2）水文地質(zhì)。根據(jù)地下水的流動方向，可分為透水、透水性以及滲透三大類，其中透水可劃為一個獨立的類型；而透水性則指的是圍巖在相對穩(wěn)定的狀態(tài)下，其變形的可能性較大，因此需要采取相應(yīng)的措施來控制其發(fā)生的變化情況；（3）土體的物理力學(xué)性質(zhì)。土體的強(qiáng)度、粘聚力等都會對圍巖的穩(wěn)定性造成直接的影響；同時，土體內(nèi)部的應(yīng)力也會受到溫度的作用而發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致圍巖的破壞或開裂。

3 鄰近運(yùn)營地鐵隧道的深基坑施工管理措施

地鐵隧道建設(shè)過程中，由于施工環(huán)境復(fù)雜，存在著許多難以處理的問題和風(fēng)險，如地質(zhì)條件、水文氣象、工程量比較大，且地下水位較高，在實際施工中，往往會出現(xiàn)各種不確定的因素影響，導(dǎo)致地鐵隧道建設(shè)施工的難度增大，甚至造成安全事故。因此，為了減少或避免這些不確定的因素對地鐵隧道的危害和損失，必須對地鐵隧道的建設(shè)施工進(jìn)行合理地設(shè)計與分析，并采取相應(yīng)的措施加以防范。

3.1 基坑

在進(jìn)行施工前，首先要對施工區(qū)域的地質(zhì)條件和水文情況有全面的了解和掌握，并根據(jù)工程的實際需要，制定出合理的施工方案，并嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙及相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行施工，對施工過程中可能出現(xiàn)的問題及時解決，保證施工人員及機(jī)械設(shè)備安全。

3.1.1 施工準(zhǔn)備階段

在施工開始前，組織人員應(yīng)對現(xiàn)場進(jìn)行全面的清理工作，包括場地的平整、標(biāo)線的測量等。同時還應(yīng)做好排水系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)，保證施工的安全和順利。

3.1.2 施工程序的安排

在施工地區(qū)地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙中，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)條件，結(jié)合實際情況，合理布置基坑的開挖順序，并對其穩(wěn)定性做出相應(yīng)的評價與分析。由于地鐵隧道的影響范圍較大，因此需要采取一定的措施，防止可能發(fā)生的塌方事故。具體來說，可以采用以下方法：首先，對于地面的沉降，應(yīng)當(dāng)先從基坑內(nèi)的水平方向均勻分布，然后再將其分成若干段，每段的沉降量不超過2mm；其次，當(dāng)土方量過大時，要及時挖掉部分土方，以避免造成坍塌；最后，如果是軟土地層，則可將軟質(zhì)粘土作為主體，以減少地基的承載力。

3.1.3 嚴(yán)格控制挖土的速度

為了使基坑的穩(wěn)定性得到有效地保障，應(yīng)加強(qiáng)對挖土壓實度的檢測，同時還需考慮到周邊環(huán)境的影響因素，如周圍的建筑物、地下水位等。

3.1.4 及時清理邊坡的殘缺及雜物

為使邊坡的穩(wěn)定不被破壞，必須立即清除邊坡的殘缺或雜物，以確保不被水浸泡。如果發(fā)現(xiàn)坑內(nèi)有水，則應(yīng)停止作業(yè)，重新檢查，直至徹底清底。

3.2 圍護(hù)期

圍護(hù)工程的主要內(nèi)容是：基坑開挖前，根據(jù)施工圖紙和相關(guān)規(guī)范，對周邊環(huán)境進(jìn)行勘察，并制定出合理的施工方案，并在該階段內(nèi)完成各項工作。

3.2.1 施工準(zhǔn)備

在該過程中，首先要組織項目部的技術(shù)人員和監(jiān)理人員，做好技術(shù)交底，使施工人員能夠清楚了解設(shè)計意圖，明確各部分的要求；其次，要對施工地區(qū)的地質(zhì)條件、水文氣象等情況做詳細(xì)地調(diào)查研究，為下一步的支護(hù)計算奠定基礎(chǔ)；最后，還要安排專業(yè)的測量工程師，為下一步的支護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

3.2.2 土方爆破作業(yè)

土方爆破的方法有兩種：一是人工手推，即利用機(jī)械或電動工具，將其送入地下，然后再由人工手推，向周圍的土層施加壓力，直至達(dá)到預(yù)定的穩(wěn)定效果。二是采用全爆法，即通過控制炮眼的深度來確定炮眼的大小及裝藥的方式等。

3.2.3 地下連續(xù)墻的開挖

在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)開挖前，應(yīng)先將圍護(hù)墻的邊坡清理干凈，然后再將其拆除，以確保圍護(hù)墻的穩(wěn)定；同時，應(yīng)注意防止基坑暴露于土體中，以免影響周圍建筑的正常使用。3.2.4主體為鋼筋混凝土支撐的鋼拱架的制作與安裝

鋼拱架的主要作用是承受上部荷載，因此必須要控制其變形，并且還要考慮錨桿的受力。此外，還需設(shè)置必要的支擋，以避免發(fā)生位移。

3.3 加強(qiáng)控制和監(jiān)測

鄰近運(yùn)營地鐵隧道的施工過程中，由于受到地下水位的影響和周邊環(huán)境的變化以及各種因素的共同作用，會出現(xiàn)不同程度的變形問題，這就要求對其進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制。

3.3.1 施工前的監(jiān)測

在施工前，要對周圍的建筑物、道路、管線等情況做好詳細(xì)地調(diào)查研究，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出合理的施工方案，以保證在施工的時候能夠安全順利地完成作業(yè)。同時還要加強(qiáng)與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的溝通聯(lián)系，以便更好地掌握鄰近地區(qū)的地質(zhì)狀況，從而為以后的工作提供可靠的依據(jù)。

3.3.2 施工中的監(jiān)測及保護(hù)措施的實施

為了防止地表水的沖刷，減少地下水的蒸發(fā)量，避免因水的沖刷而導(dǎo)致地面沉降，必須要及時采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以保障附近的建筑不被破壞。另外，還應(yīng)注意的是，如果發(fā)生了突發(fā)的自然災(zāi)害或其他意外事故，應(yīng)該立即停止施工，并迅速組織人員撤離。

3.3.3監(jiān)控技術(shù)

監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)測設(shè)備、數(shù)據(jù)采集裝置、控制和顯示裝置等組成。（1）監(jiān)測儀器：在施工過程中，對隧道進(jìn)行全方面的動態(tài)監(jiān)測，包括：開挖深度，支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形，支護(hù)樁的水平位移，地表沉降，地下水位，周邊環(huán)境的影響;對施工區(qū)域內(nèi)土體的物理力學(xué)參數(shù)，如強(qiáng)度、含水量、黏聚力、抗剪、抗彎、抗壓、含水率、彈性模量、塑性指數(shù)、粘度、拉應(yīng)力、熱膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)、溫度場、應(yīng)變等信息傳送到計算機(jī)，分析出相應(yīng)的結(jié)論，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，選擇合理的方案來實現(xiàn)安全有效的預(yù)警工作。（2）信號處理：通過各種傳感器收集實時變化的圖像或模擬的異常值，然后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字或直觀的形式表示，并將其傳遞到控制系統(tǒng)，使工作人員能夠及時采取措施。同時也可以作為一個參考，為決策提供依據(jù)。

3.4 構(gòu)建鄰近運(yùn)營地鐵隧道的監(jiān)控系統(tǒng)

隧道內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)主要是指對施工區(qū)域的環(huán)境狀況和周邊建筑物進(jìn)行實時地監(jiān)測和測量，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的信息傳輸通道，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理事故，使施工人員能夠安全工作、舒適生活、高效地生產(chǎn)以及快速地完成施工任務(wù)。在本工程的實際施工中，將采用現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)對周圍的建筑情況及地下管線等進(jìn)行全面的監(jiān)控分析，同時結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)措施，以實現(xiàn)對施工過程的有效控制。

3.4.1 地鐵車站監(jiān)控系統(tǒng)的組成

地鐵站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)包括：視頻圖像采集裝置，電子地圖顯示與報警器，無線通信設(shè)備，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，綜合布線，信號燈，激光測距儀，自動測距儀，GPS定位與GIS等。

3.4.2 地鐵站的布設(shè)

根據(jù)所提供的相關(guān)資料，確定隧道的位置及長度，然后通過合理的規(guī)劃設(shè)計，科學(xué)地布置，使之成為一個便于施工的空間平臺。在整個隧道的外圍設(shè)置有多個出入口，方便乘客進(jìn)出。

3.4.3 隧道內(nèi)的水壓力觀測

在進(jìn)行開挖的過程中，為了保證周邊環(huán)境的穩(wěn)定和減少對周圍建筑物的影響可以采用井點法，在隧道的外圍設(shè)置有相應(yīng)的水壓計，并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，對其值做出調(diào)整，使其能夠滿足施工的要求;當(dāng)出現(xiàn)異常時，應(yīng)及時采取措施，以防止意外事故的發(fā)生;當(dāng)發(fā)現(xiàn)地下水的存在時，應(yīng)立即停止作業(yè)，并發(fā)出警報，及時處理。

3.4.4 隧道內(nèi)的降水及地表沉降的預(yù)測與預(yù)報

由于地鐵工程的地質(zhì)條件比較復(fù)雜，所以在施工的時候會受到很多因素的制約，比如：地層的性質(zhì)變化以及降雨量的大小等。因此，我們需要結(jié)合具體的場地特點，來確定合理的降水方案，從而為以后的變形做好準(zhǔn)備。

3.5 優(yōu)化基坑施工工藝

地鐵隧道建設(shè)是一項復(fù)雜的工程項目，在施工過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，并根據(jù)實際情況對施工方案加以調(diào)整，使其符合安全、經(jīng)濟(jì)、合理的要求。基坑施工工藝優(yōu)化方法如下：

（1）開挖前要做好充分的勘察工作，根據(jù)地質(zhì)情況確定合適的支護(hù)方法，并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際條件和要求，合理安排施工進(jìn)度，控制好開挖的深度和速度，以保證基坑的安全；（2）在進(jìn)行開挖前，應(yīng)向設(shè)計單位提供相關(guān)的資料以供決策者參考，以便做出正確的選擇；（3）在開挖過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計方案來實施，不得擅自更改，如有不符合規(guī)定的地方則需重新調(diào)整，直至滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為止；（4）當(dāng)土方回填時，應(yīng)及時組織人員對其位置及周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，查明工程場地的地形地貌狀況，并對回填的土質(zhì)做必要的處理措施，使其達(dá)到最佳的承載力，防止因基礎(chǔ)不均勻沉降而導(dǎo)致的塌方事故。如果發(fā)現(xiàn)問題，可采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，避免造成人員傷亡。同時還可以通過科學(xué)地計算來指導(dǎo)施工，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

本文以地鐵隧道的深基坑施工為研究對象，分析了鄰近運(yùn)營地鐵隧道施工過程中的主要風(fēng)險，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。本文對鄰近運(yùn)營地鐵隧道的施工進(jìn)行了系統(tǒng)地論述和闡述，并對其可能出現(xiàn)的危險因素和危害做出預(yù)測，為以后類似的工程提供參考。針對已有的一些安全事故，在施工中采取必要的應(yīng)急方案，避免發(fā)生不必要的人員傷亡與財產(chǎn)損失。